石墨烯/Si/SiO_(x)纳米复合材料的制备及储锂性能研究

本文以三乙氧基硅烷为原料,在氧化石墨烯悬浮液中采用原位溶胶-凝胶反应和随后的H2/Ar气氛下热还原反应制备了石墨烯/Si/SiO_(x)(G//Si/SiO_(x))纳米复合材料。G//Si/SiO_(x)纳米复合材料中,粒径约20 nm的Si纳米粒子分布到非晶SiO_(x)基体中组成粒径为100~200 nm的Si/SiO_(x)纳米球随机分布在二维石墨烯片表面和层间。G//Si/SiO_(x)电极独特的纳米结构能够提供快速的电子传递通道和有效缓解循环过程中Si纳米粒子体积变化,促使电极具有良好的电化学储锂性能。作为锂离子电池负极材料,G//Si/SiO_(x)电极在电流密度200 mA/g下呈现出722.45 mAh/g的高初始可逆容量,300个循环后,可逆容量高达853.76 mAh/g,以及优异的倍率性能。

结合剂比例和cBN粒度配比对PcBN复合材料微观结构和性能的影响

在高温高压条件下制备了聚晶立方氮化硼(PcBN)复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等研究了结合剂配比和立方氮化硼(cBN)粒度对PcBN复合材料的成分、微观结构、显微硬度和磨耗比的影响。实验结果表明:在压力5.5 GPa,温度1400℃,保温10 min的烧结条件下,当V(TiN_(0.3))∶V(AlN)=70∶30时,PcBN复合材料性能较为优异,硬度最高达到22.7 GPa,磨耗比达到149.2;当PcBN复合材料中cBN粒度组合为V(0.5~1μm)∶V(2~5μm)∶V(5~10μm)=3∶5∶2时,颗粒之间的堆积密度达到最高,性能也达到最优。

高压技术及其在材料科学中的若干应用

介绍了高压科学中常用的几种高压发生设备,以及高压技术在材料科学中的若干代表性工作。物质在高压下发生物理、化学和结构等一系列变化。压力因此是发现新材料、新现象、新效应的源泉,在材料科学中起着越来越重要的作用。高压不仅是合成新材料的重要手段,而且在材料显微组织和性能调控方面作用明显,是发展高性能材料的重要途径。

高能球磨技术制备Fe_(78-x)MxSi_(13)B_9磁性材料

采用高能球磨技术制备Fe78-xMxSi13B9软磁非晶合金粉体,利用X射线衍射仪、差示扫描量热分析仪、扫描电镜和振动样品磁强计分析过渡金属元素M(Zr、Nb、Mo)的添加对合金粉体微观组织结构、热稳定性及软磁性能的影响。结果表明,Zr、Nb的添加有利于Fe-Si-B系合金的非晶转变,其最大过冷液相区ΔTx为70.62 K,玻璃转变温度Tg和开始晶化温度Tx分别为785.05、855.67 K;饱和磁化强度Ms为111 emu/g,矫顽力Hc约为2 028.443 A/m。

1180 MPa级超高强钢冷连轧过程的厚度综合控制技术

针对超高强钢在冷轧过程中厚度波动大以及带头带尾厚度超差的问题,首先根据金属秒流量模型建立了厚度超差预测模型与辊缝调节量预估模型;随后开发了轧制过程中的厚度控制系统,并进行了辊缝调节量优化;最后建立了带钢头尾轧制过程中的轧制速度与张力优化模型。以国内某冷连轧机组的第1机架为技术应用对象,选择两种典型的超高强钢进行生产测试,测试结果表明:超高强钢AR4146E1与DU6220A1的厚度超差长度分别从70.3 m、36.89 m下降到了16.85 m、16.33 m。

镁基非晶复合材料制备、性能及应用的研究进展

综述了镁基非晶复合材料的制备,主要包括内生复合法和外加复合法;介绍了用这2种方法制得的镁基非晶复合材料的力学性能;讨论了其塑性变形机理,认为其综合力学性能得到很大改善的原因是在复合材料中的纳米相或第二相限制了剪切带的增殖和扩展。通过介绍其腐蚀性能发现,目前这方面的研究还较少,并介绍了镁基非晶复合材料目前的工程应用,提出将来的研究重点应是镁基非晶复合材料的制备和耐腐蚀性能。

反应烧结制备TiC-Ti_3SiC_2梯度材料

采用Ti、Si、TiC粉末为原料,通过放电等离子反应烧结制备TiC-Ti3SiC2梯度功能材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）等手段,分析梯度材料的相组成和微观结构特征。结果表明,采用放电等离子烧结,升温速度为100℃/min时,在1 350℃保温15 min、加压40 MPa,可制备出由TiC、TiC-20%Ti3SiC2、TiC-60%Ti3SiC2和Ti3SiC2（均为质量分数）4层组成的致密TiC/Ti3SiC2梯度功能材料。该梯度材料的各个分层均由TiC和Ti3SiC2两相组成。烧结后TiC晶粒有所长大,在TiC层中,TiC晶粒尺寸约4~10μm。反应生成的Ti3SiC2可抑制TiC晶粒长大,随着层中Ti3SiC2含量增加,TiC晶粒逐渐减小。Ti3SiC2晶粒呈板条状,长约10μm,宽约4μm。含Ti3SiC2梯度层间的界面结合较好,有一定厚度的过渡层。各层的硬度值随TiC含量的增加而增加。

机械合金化+热处理制备Ti_3AlC_2材料

采用3Ti/1.1Al/2C粉体为原料,通过机械合金化与热处理,制备高纯Ti3AlC2材料。采用XRD、SEM和EDS对试样的物相组成、微观形貌和微区成分进行分析与表征。结果表明,3Ti/1.1Al/2C粉体机械合金化9 h后,元素粉末间会发生化学反应,合成了TiC和Ti3AlC2的复合粉体材料。粉体材料的晶粒比较细小,颗粒直径约为0.5～2μm。同时产物中有一些坚硬、细小的块体出现,小块体中的TiC和Ti3AlC2晶粒发育良好,TiC晶粒大小约2μm,Ti3AlC2晶粒长约10μm、宽约2μm。对得到的机械合金化粉体进行热处理,经900℃保温2 h可获得组织细小（颗粒直径0.5～1μm）、高纯（96.6%）的Ti3AlC2材料。继续升温,会导致Ti3AlC2材料分解。温度升至1 300℃时,物相分析表明试样仅由TiC相组成,组织致密,TiC晶粒大小约5～10μm。

放电等离子烧结制备Fe_(75)Zr_3Si_(13)B_9磁性材料（英文）

采用机械合金化技术制备Fe75Zr3Si13B9非晶合金粉体,利用SPS放电等离子烧结技术在不同烧结温度下将非晶合金粉体制备成d20 mm×7 mm的块体非晶纳米晶合金。采用XRD和DSC分析了Fe75Zr3Si13B9非晶合金粉体的相组成、玻璃转变温度Tg、开始晶化温度Tx和晶化峰温度Tp。然后利用XRD、SEM、Gleeble3500、VSM分析不同烧结温度下块体的相转变、微观形貌、力学性能和磁性能。研究表明,在500 MPa的烧结压力下,随着烧结温度的升高,非晶相开始晶化形成非晶纳米晶双相结构,同时,样品的致密度、抗压强度、微观硬度、饱和磁化强度均显著提高。最后在500 MPa的烧结压力和863.15 K的烧结温度下,获得密度6.9325 g/cm3、抗压强度1140.28 MPa、饱和磁化强度1.28 T的非晶纳米晶磁性材料。

反应烧结制备Ti_2AlN-TiN复合材料

采用2Ti/2Al/3TiN粉体为原料,通过反应热压烧结,以制备Ti2AlN-TiN复合材料。采用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）结合能谱仪（EDS）分析试样。研究结果表明,在1350℃保温2h,压力为30MPa,可烧结得到组织细小、致密的Ti2AlN-TiN复合材料。材料中层片状Ti2AlN晶粒长约5m,TiN晶粒大小为1~2m。复合材料具有良好的机械性能,其显微硬度与弯曲强度分别达8.57GPa和450MPa。

高压技术在热电材料研究中的应用

热电材料可实现热能和电能的直接相互转化,因而备受关注。近年来,随着热电材料研究的持续深入,其制备技术也有了长足发展。高压技术不仅在新材料合成中有着重要的地位,而且在材料显微组织和性能调控方面也作用明显,是发展高性能材料的重要途径。文章通过讨论高压技术在方钴矿、Bi2Te3基、Pb Te基、Mg2Si等类型热电材料合成与性能调控中的应用,展示了高压技术在热电材料研究中的独特优势,并指出高压技术为探索提高功率因子的有效途径提供了有力工具。

C/C材料表面SiC涂层的放电等离子体烧结技术的研究

利用各种涂层技术在C/C复合材料制备抗氧化涂层是解决其在高温有氧环境中安全可靠使用的关键问题。本文主要研究了C/C复合材料表面SiC涂层的放电等离子体烧结的制备工艺。结果表明,烧结温度在1200℃~1400℃范围内均可制得与基体结合紧密的SiC涂层;1300℃保温烧结1 min制备的SiC层无裂纹,与基体结合紧密,粒径5~10 µm,并在1400℃的大气气氛下具有良好的抗氧化性能。

透明AlON陶瓷凝胶浇注成型及其无压烧结制备

透明AlON具有优异的光学和力学性能,应用前景广阔。但材料制备成本高昂,限制了其应用发展。为解决上述问题,本研究以透明AlON的凝胶浇注成型与无压烧结制备为核心目标,就AlON细粉的低温合成及其抗水化处理展开重点研究。研究发现以有机聚合物包覆AlN/Al_(2)O_(3)为原料,通过高温碳热–氮化工艺合成AlON,可有效降低AlON的合成温度,在1700℃即可合成近乎纯相的AlON粉体。所得粉体颗粒尺寸细小,在亚微米级。通过对上述粉体进行聚氨酯包覆表面抗水化处理,可大幅度提升其抗水化性能。即使历经长达72 h水中静置,也不发生明显的水解。以此为基础,通过凝胶浇注成型结合生坯的冷等静压后处理在1820~1850℃成功实现了透明AlON陶瓷的无压烧结制备。材料力学和光学性能优异,其中1850℃烧结试样在紫外–中红外波段直线透过率达到83.1%~86.2%,三点抗弯强度达到310 MPa。

聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅SiO_2复合材料的制备及其性能研究

纳米材料因其独特的性能而广泛应用于聚丙烯(PP)等高分子材料的改性。本文用纳米二氧化硅与PP共混进行改性,利用双螺杆共混方法制备聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料,研究了聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料的力学性能,采用熔融流变仪、XRD、SEM对熔体流动速率、PP物相情况等进行了研究。实验结果表明,2%含量的纳米二氧化硅聚丙烯纳米复合材料综合性能最佳,提高了PP的综合力学性能。在本文中对纳米SiO2改性PP的机理进行了初步探讨,利用X射线衍射图谱分析,结果表明纳米SiO2的加入对PP中β晶型的产生有诱导作用。

环波反复模压和扭转工艺制备高性能5083铝合金

提出一种高性能5083铝合金板材的制备工艺。该工艺为温热条件下基于循环应力状态进行的反复模压-扭转强变形过程。研究表明:当温度为200℃时,二次变形后晶粒细化效果最好,平均晶粒尺寸从24μm细化到12.5μm;当温度为300℃时,一次变形后板材的力学性能最好。抗拉强度(397 MPa)和断裂伸长率(28.3%)分别比原板提高30%和60%。第二相粒子和再结晶晶粒通过第二相强化和细晶粒强化来提高材料的强度。等轴再结晶晶粒则提高了材料的塑性和韧性。

纳米材料制备的电化学传感器在水合肼检测中的应用研究进展

综述了近年来纳米材料(贵金属、金属氧化物、金属硫化物、碳基复合材料及其他材料等)应用于电化学传感器的制备,并将其用于水合肼的检测的研究进展,对其发展前景进行了展望(引用文献51篇)。

SPS烧结CNTs/Cu纳米复合材料的制备与性能

综述了国内外关于放电等离子体烧结(SPS)制备CNTs/Cu纳米复合材料的研究成果,总结了目前CNTs/Cu纳米复合材料制备中的关键问题,即CNTs的均匀分散问题。针对此给出了主要的分散方法,并分别对各种分散方法和试验结果进行了简要的概述。归纳了SPS烧结CNTs/Cu纳米复合材料的物理和力学性能,在此基础上讨论了CNTs在Cu基纳米复合材料中的强化作用。

一种具有潜在的电致发光性能的苝酰亚胺衍生物的合成及其薄膜的电化学制备

以3,4,9,10-苝四酸二酐为原料,合成了苝酰亚胺衍生物—N,N’-二异辛基1,7-(对叔丁基苯氧基)-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺(PITD),利用傅立叶红外光谱(FT-IR),核磁共振氢谱(H1NMR)表征了中间产物及目标产物的化学结构。通过PITD在二氯甲烷稀溶液和滴膜的紫外吸收光谱和荧光光谱的分析,证明PITD是一种具有电致发光性能的化合物,然后通过水合肼的作用将PITD制成用于电沉积制膜的电解液,利用XRD和SEM研究了电沉积法制备PITD薄膜的结构及形貌。

金属基自润滑复合材料固体润滑剂研究进展

固体润滑剂在金属基自润滑复合材料中的应用正在迅速增加,特别是在极端环境(高温、高负载等)条件下工作的耐磨材料。目前,金属基自润滑复合材料中常使用的固体润滑剂主要有无机层状固体润滑剂、金属及其化合物、MAX金属陶瓷、有机物固体润滑剂、碳纳米材料固体润滑剂、多元复合固体润滑剂等,其种类很多,且各自有其适用的环境和基体。根据基体材料以及工况环境选择相匹配的固体润滑剂,可以保证金属基自润滑复合材料具有良好的减摩耐磨效果。针对上述内容,本文综述了金属基自润滑复合材料采用的固体润滑剂种类、基本性质、优缺点、润滑机理,总结了固体润滑剂的适用温度及其在金属基自润滑复合材料中的应用情况,并对金属基自润滑复合材料固体润滑剂的发展趋势进行了展望。

碱激发赤泥-粉煤灰-电石渣复合材料性能研究

采用(NaOH+Na_(2)SiO_(3))溶液、电石渣和粉煤灰来稳定赤泥,制备了碱激发赤泥-粉煤灰-电石渣复合材料.通过力学和微观性能测试,分析了复合材料的强度形成和发展机理,并通过重金属浸出试验评价了复合材料的安全性.结果表明:复合材料的强度随着赤泥掺量的降低和养护龄期的延长而提高,掺40%赤泥的复合材料在28 d龄期时的抗压强度最高可达20.1 MPa,致密的水化硅酸钙(C-S-H)和水化铝酸钙(C-A-H)的形成及赤泥颗粒的物理结合是复合材料强度增长的主要原因;赤泥中的重金属在养护28 d后形成了化合物而被固化在复合材料中,在浸泡28 d后的浸出液中未检测到重金属,证明使用强碱激发剂、电石渣和粉煤灰稳定赤泥是安全可行的.